DE3817144A1 - Doppellagige bespannung fuer den blattbildungsbereich einer papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine doppellagige Bespannung für den Blattbildungsbereich einer Papiermaschine, ein sog. Blattbildungssieb oder Entwässerungssieb. Unter einer doppellagigen Bespannung versteht man eine Bespannung aus einem Gewebe, bei dem die Querfäden in einer unteren und einer oberen Lage angeordnet sind und im allgemeinen paarweise übereinander liegen. Die Querfäden sind mit einem einzigen System von Längsfäden verwoben.

Bei der Blattbildung in der Papiermaschine wird durch das Entwässerungssieb der wäßrigen Fasersuspension das Wasser entzogen, bis auf dem Entwässerungssieb ein Faser­ vlies gebildet ist, das genügend fest ist, um es vom Sieb abzunehmen und in die Pressenpartie einleiten zu können.

Das Entwässerungssieb muß die verschiedensten Forderungen erfüllen, nämlich hohe Entwässerungsleistung, feine und ebene Oberflächenstruktur auf der papiertragenden Seite, gute Faserretention, hohe Längs- und Querstabilität und hohe Abriebfestigkeit.

Daneben muß das Entwässerungssieb eine gute Laufstabili­ tät aufweisen, d.h., es darf sich nicht verziehen und muß auch bei Geschwindigkeiten von 1000 bis 1500 m/min einen perfekten Geradeaus-Lauf haben und darf nicht seit­ lich abtriften oder verlaufen.

Das Problem des Abtriftens oder Verlaufens des Entwässe­ rungssiebes zur Maschinenseite tritt nicht bei allen Gewebebindungen auf. Es hängt vor allem von der Symmetrie der Querfadenflottungen auf der Laufseite ab. Insbesondere bei doppellagigen Sieben wird die Laufseite durch die Querfadenflottungen gebildet, weil sich dadurch die Ab­ riebbeständigkeit verbessern und die Laufzeit erhöhen läßt.

Eine Bespannung für den Blattbildungsbereich einer Papier­ maschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-0 2 45 851, Fig. 1, bekannt. Dieses Entwässerungs­ sieb ist doppellagig, und die Querfadenflottungen auf der Laufseite sind asymmetrisch, d.h., der tiefste Punkt der Querfadenflottungen ist von der Mitte nach einer Seite hin verschoben. Die asymmetrischen Querfadenflottungen führen zu einer asymmetrischen Auflage des Entwässerungssiebes auf der Papiermaschine, was bei hohen Geschwindigkeiten zur Folge hat, daß das Entwässerungssieb zur Seite hin abtriftet. Das seitliche Abtriften ist am stärksten, wenn Vakuum an den Saugern angelegt wird, um das restliche Wasser aus dem Faservlies abzuziehen. Durch das Vakuum erhöht sich die Kraft, mit der das Entwässerungssieb nach unten gegen die Papiermaschine gedrückt wird, wodurch sich wiederum die Asymmetrie der Querfadenflottungen stärker auswirkt. Um das Entwässerungssieb in der Papiermaschine zu halten, wird die Walze des Sieblaufreglers schräg ge­ stellt. Wenn dies nicht ausreicht, müssen zusätzliche Walzen in der Papiermaschine schräg gestellt werden, wo­ durch quergerichtete Kräfte entstehen, die dem seitlichen Abtriften des Entwässerungssiebes entgegenwirken. Wird aus betrieblichen Gründen das Vakuum der Sauger vermin­ dert oder abgestellt, verschiebt sich das Entwässerungs­ sieb durch die Wirkung der noch schräg stehenden Walzen in die entgegengesetzte Richtung und wird dabei durch den Aufprall gegen die Stuhlung der Papiermaschine häufig be­ schädigt. Diese Schwierigkeiten sind insbesondere während der ersten Arbeitstage des Entwässerungssiebes stark aus­ geprägt, da während dieser Zeit die Asymmetrie der Quer­ fadenflottungen noch vollständig vorhanden ist. Da der Abrieb auf der Laufseite des Entwässerungssiebes an den tiefsten Stellen der Querfadenflottungen einsetzt, wird die Asymmetrie der Querfadenflottungen um so kleiner, je länger das Entwässerungssieb im Einsatz ist.

Das Problem des seitlichen Abtriftens könnte zwar dadurch gelöst werden, daß Bindungen mit symmetrischen Querfaden­ flottungen für das Entwässerungssieb verwendet werden. Bei diesen Bindungen besteht jedoch im allgemeinen der Nach­ teil, daß die Monoplanitätsunterschiede zwischen den Längsfadenflottungen und den Querfadenflottungen auf der Laufseite kleiner sind. Große Monoplanitätsunterschiede sind jedoch auf der Laufseite zweckmäßig, da dadurch die Laufzeit des Entwässerungssiebes erhöht wird. Große Mono­ planitätsunterschiede ermöglichen die Verwendung dickerer Querfäden und den vollständigen Verbrauch der Querfaden­ flottungen durch Abrieb, bevor die Längsfäden dem Abrieb ausgesetzt werden.

Die asymmetrischen Querfadenflottungen werden dadurch verursacht, daß mehrere Längsfäden gemeinsam auf eine Stelle der Querfadenflottung wirken. Dadurch wird einer­ seits ein großer Monoplanitätsunterschied erzeugt, ande­ rerseits wird die Querfadenflottung asymmetrisch, wenn diese Stelle nicht in der Mitte der Querfadenflottung liegt.

Aus der DE-A-33 07 144 ist es bekannt, die Gewebebindung in den beiden Hälften des Entwässerungssiebes links und rechts von der in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie spiegelbildlich auszubilden, so daß die Bindungsdiagonale V-Form hat. Hierbei besteht jedoch die Schwierigkeit, daß in der Mitte des Entwässerungssiebes die Längsfäden ab­ weichend von der übrigen Bindung eingewoben werden müssen, um übermäßig lange Querfadenflottungen auf der Laufseite zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei doppellagi­ gen Bespannungen mit asymmetrischen Querfadenflottungen auf der Laufseite das seitliche Abtriften der Bespannung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einbindung der Längsfäden in die untere Lage der Querfäden so vorgenommen wird, daß aufeinanderfolgende Querfäden der unteren Lage Paare bilden, wobei innerhalb eines Paares die tiefsten Punkte der Querfadenflottungen in Längsrichtung fluchten und der tiefste Punkt der Flottung des einen Querfadens eines Paares von der Mitte der Flottung in der entgegen­ gesetzten Richtung versetzt ist wie der tiefste Punkt der Flottung des anderen Querfadens dieses Paares.

Bei der erfindungsgemäßen Bespannung gleicht sich der durch die Asymmetrie der Querfadenflottungen verursachte seitliche Schub innerhalb eines Querfadenpaares aus. Die entgegengesetzte Asymmetrie der Querfadenflottungen eines Querfadenpaares läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß jeder Längsfaden innerhalb eines Bindungsrapportes zweimal in die untere Lage eingewebt ist, und zwar so, daß die Bindungsdiagonale auf der Laufseite gebrochen ist.

Zweckmäßig ist jeder Längsfaden so in die untere Lage eingewoben, daß er von oben kommend einen Querfaden auf der Unterseite umschlingt, über zwei Querfäden verläuft, wieder einen Querfaden auf der Unterseite umschlingt und dann zwischen beiden Gewebelagen verläuft oder in die obere Lage eingebunden ist.

Bei einem doppellagigen Entwässerungssieb wechselt jeder Längsfaden zwischen der oberen Lage der Querfäden und der unteren Lage der Querfäden hin und her. Z.B. kann er eine fünf Querfäden umfassende Strecke in der oberen Lage eingewoben sein, dann eine Strecke von drei Querfäden zwischen beiden Lagen verlaufen, dann eine Strecke von vier Querfäden in die untere Lage eingewoben sein und schließlich eine Strecke von zwei Querfäden wieder zwi­ schen beiden Lagen verlaufen, worauf sich der Längsfaden­ verlauf wiederholt und der Längsfaden eine Strecke von fünf Querfäden in die obere Lage eingewoben ist usw. Die Strecke, die ein Längsfaden in die obere Lage eingewoben ist, wird nachfolgend obere Abbindungsstrecke genannt, die Strecke, die ein Längsfaden in die untere Lage einge­ woben ist, wird entsprechend untere Abbindungsstrecke genannt. Die Strecken, die ein Längsfaden zwischen beiden Lagen verläuft, wird Zwischenstrecke genannt. Bei dem er­ findungsgemäßen Entwässerungssieb ist es im allgemeinen so, daß die oberen Abbindungsstrecken auf der Papierseite und die unteren Abbindungsstrecken auf der Laufseite regel­ mäßig verteilt sind. Bei einer 7-schäftigen Bindung kann z.B. der Verlauf benachbarter Längsfäden immer um sechs Querfäden in einer Richtung versetzt sein, d.h. die sog. Zählzahl beträgt 6. Dies ist gleichbedeutend mit einem verdoppelten 3/4-Atlas. Jede Abbindungsstrecke besteht dabei im allgemeinen aus mehreren Abbindungspunkten. Be­ trachtet man die einzelnen Abbindungspunkte, so ist die Gewebebindung im allgemeinen jedoch unregelmäßig, d.h., die Abbindungspunkte schreiten nicht regelmäßig in Längs­ richtung und Querrichtung fort. Die regelmäßige Anordnung der Abbindungsstrecken bei unregelmäßiger Anordnung der einzelnen Abbindungspunkte gilt dabei sowohl für die Papierseite als auch für die Laufseite. Wird für das er­ findungsgemäße Entwässerungssieb eine 7-schäftige Bindung gewählt, so gilt im allgemeinen ferner, daß die Längsfäden unsymmetrisch verlaufen, d.h. aufeinanderfolgende Zwi­ schenstrecken, wie sie vorausgehend definiert wurden, sind unterschiedlich lang. Für den Verlauf eines Längsfadens läßt sich also keine senkrecht zum Entwässerungssieb ver­ laufende Gerade finden, zu der der Verlauf des Längsfadens symmetrisch ist.

Bei den meisten Papiersorten ist es wichtig, daß das Ent­ wässerungssieb keine Markierungen im Papier hinterläßt. Eine wesentliche Voraussetzung für die Markierungsfreiheit eines Entwässerungssiebes ist dessen Monoplanität der Papierseite. Monoplane Entwässerungssiebe werden im all­ gemeinen flach gewoben. Anschließend findet eine Thermo­ fixierung statt, bei der auf die Längsfäden eine hohe Spannung ausgeübt wird, die zu einem Kröpfungswechsel führt, d.h., die zunächst stark abgekröpften und auf der Papierseite vorstehenden Längsfäden erhalten einen weniger abgekröpften Verlauf, während die bisher gerade im Gewebe liegenden Querfäden an den Abbindepunkten von den Längs­ fäden abgekröpft werden. Monoplanität ist dabei dann er­ reicht, wenn die höchsten Punkte der Längsfäden und der Querfäden in einer Ebene liegen. Auf die Längsfäden muß dabei eine sehr hohe Spannung ausgeübt werden, damit die Längsfäden auf der Laufseite so weit ins Gewebeinnere ge­ zogen werden, daß sie nicht dem Abrieb ausgesetzt sind. Um zu vermeiden, daß infolge der hohen beim Thermofixieren ausgeübten Längsspannung auch auf der Papierseite die Längsfäden ins Gewebeinnere verlagert werden, haben die Längsfäden auf der Papierseite Flottungen, die sich über zwei Querfäden erstrecken.

Bei Entwässerungssieben zur Herstellung von Tissue-Papier soll die Papierseite nicht monoplan sein, sondern eine ausgeprägte Querstruktur aufweisen. Dies wird dadurch er­ reicht, daß die Längsfäden auf der Papierseite kurze Flottungen von nur einem einzigen Querfaden aufweisen. Bei der Herstellung von Tissue-Papier wird durch die aus­ geprägte Querstruktur der Papierseite die Blattabnahme verbessert.

Die asymmetrischen Querfadenflottungen sind im allgemeinen nur bei Entwässerungssieben erzielbar, die eine Dichte der Längsfäden von über 90% aufweisen. Bei doppellagigen Entwässerungssieben ist dies im allgemeinen der Fall. Nur bei einer derart hohen Dichte der Längsfäden ist es näm­ lich möglich, daß mehrere Längsfäden auf eine Stelle einer Querfadenflottung einwirken und den Querfaden an dieser Stelle auf der Laufseite nach unten drücken.

Die Längs- und Querfäden bestehen zweckmäßig aus Kunst­ stoff-Monofilen. Die Querfäden der unteren Lage haben dabei die gleiche oder eine kleinere Dichte als die Quer­ fäden der oberen Lage. Zur Erhöhung des Abriebvolumens werden im allgemeinen in der unteren Lage Querfäden mit größerem Durchmesser verwendet als in der oberen Lage. Zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit können ferner alle oder ein Teil der Querfäden der unteren Lage aus Polyamid bestehen, während die übrigen Fäden im allgemei­ nen Polyester-Monofile sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 mit Blick von unten die Laufseite eines Entwässe­ rungssiebes mit wechselnder Asymmetrie der Quer­ fadenflottungen;

Fig. 2 im Querschnitt den Verlauf eines Querfadens der unteren Lage bei einem Entwässerungssieb nach Fig. 1;

Fig. 3 im Querschnitt den Verlauf eines anderen Querfadens mit entgegengesetzter Asymmetrie zu dem in Fig. 2 gezeigten Querfaden;

Fig. 4 im Längsschnitt durch das Entwässerungssieb den Verlauf eines Längsfadens;

Fig. 5 in einer schematischen Darstellung die Anordnung der Bindungspunkte, wobei ein schwarz ausgefülltes Quadrat bedeutet, daß der Längsfaden über einem Querfaden der oberen Lage verläuft, ein Kreuz bedeutet, daß der Längsfaden unter einem Querfaden der unteren Lage verläuft, und die leeren Quadrate bedeuten, daß an dieser Stelle der Längsfaden zwi­ schen beiden Lagen verläuft, was gleichbedeutend damit ist, daß an dieser Stelle auf der Papierseite und auf der Laufseite die Querfäden sichtbar sind, und

Fig. 6 bis 10 Darstellungen entsprechend denen von Fig. 1 bis 5, jedoch mit einer anderen Gewebebindung.

Wie am deutlichsten in Fig. 4 zu sehen ist, besteht das Entwässerungssieb der Fig. 1 bis 5 aus einer oberen Lage 1 und einer unteren Lage 2 von Querfäden 3 bzw. 4 und 8, die mit einem einzigen System von Längsfäden 5 verwoben sind. Die Bindung wiederholt sich in Querrich­ tung nach sieben Längsfäden 5 und in Längsrichtung nach vierzehn Querfäden 3 der oberen Lage 1. Jeder Querfaden 3 der oberen Lage 1 liegt dabei über einem Querfaden 4, 8 der unteren Lage 2, so daß die Querfadendichte in der oberen Lage 1 und in der unteren Lage 2 gleich ist.

Jeder Längsfaden 5 ist pro Rapport zweimal so in die obere Lage 1 eingewoben, daß er über zwei Querfäden 3, unter einem Querfaden 3 und dann wieder über zwei Querfäden 3 verläuft und dann zur unteren Lage 2 geführt ist. Die Bin­ dung der oberen Lage 1 und damit die Struktur der Papier­ seite ist entsprechend der DE-A-36 15 304 ausgeführt. In der oberen Lage 1 besteht demnach eine heterogene Abstüt­ zung der Querfäden 3, wobei ein Querfaden 3 stets von einem einzelnen Längsfaden 5 wie in einem Sattel abgestützt wird und daher genau in Querrichtung verläuft. Die benachbarten Querfäden 3 werden von zwei aufeinanderfolgenden Längsfäden 5 scherenartig abgestützt, wobei der eine Längsfaden 5 nach Beendigung der Flottung zur unteren Lage 2 absteigt und der andere Längsfaden 5 gerade von der unteren Lage 2 aufsteigt, um die Flottungen auf der Papierseite zu bil­ den. Beide Arten der Abstützung der Querfäden 3 wechseln sich auf der Papierseite ab. Auf der Papierseite bilden aufeinanderfolgende Querfäden 3 daher keine parallelen Flottungen, sondern die Flottungen liegen unter einem Winkel zueinander, wodurch die Markierungseigenschaften dieses Entwässerungssiebes verbessert werden. Nach dem Thermofixieren liegen alle Flottungen der Längsfäden 5 und der Querfäden 3 auf der Papierseite in einer Ebene.

Nach der Einbindung in die obere Lage 1 verläuft der Längsfaden 5 eine Zwischenstrecke von 3 Querfäden zwischen den Lagen 1, 2 und ist anschließend ebenfalls zweimal mit den Querfäden 4, 8 der unteren Lage verwoben, wobei der Längsfaden 5 zwischen diesen beiden Abbindestellen im Inneren des Gewebes über zwei Querfäden 4, 8 verläuft. In der unteren Lage 2 umschlingt der Längsfaden 5 damit einen Querfaden 8 auf der Unterseite, liegt über zwei Querfäden 4, 8 und umschlingt wiederum einen Querfaden 4 auf der Unterseite. Darauf folgt eine Zwischenstrecke von 2 Querfäden bis zur nächsten Einbindung in die obere Lage 1.

Der Verlauf der Längsfäden 5 ist unsymmetrisch. Das Bin­ dungsmuster ist in der unteren Lage 2 unregelmäßig, indem der erste Querfaden 8 eines Rapportes vom zweiten Längs­ faden 5 abgebunden ist, der zweite Querfaden 4 vom vierten Längsfaden 5 abgebunden ist, der dritte Querfaden 8 nicht vom sechsten, sondern vom siebten Längsfaden 5 abgebunden ist, der vierte Querfaden 4 vom neunten Längsfaden 5 abge­ bunden ist und der fünfte Querfaden 8 wiederum nicht vom elften, sondern vom zwölften Längsfaden 5 abgebunden ist. Dadurch ergibt sich die gewünschte Struktur der Laufseite, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, wobei aufeinanderfol­ gende Querfäden 4, 8 im Querschnitt betrachtet (Fig. 2 und 3) asymmetrische Flottungen aufweisen.

Die Längsfäden 5 haben einen Durchmesser von 0,15 mm und bestehen aus dehnungsarmem Polyester (Type 940 von Hoechst). Ihre Dichte betrug 63/cm. Nach dem Fixieren erhöhte sich die Längsfadendichte auf 72/cm. In der oberen Lage 1 wur­ den Querfäden 3 mit einem Durchmesser von ebenfalls 0,15 mm aus weichem Polyester (Type 900 von Hoechst) mit einer Dichte von 34/cm eingewoben. In die untere Lage 2 sind Querfäden 4, 8 mit einem Durchmesser von 0,18 mm eingewo­ ben. Die Querfäden 4 bestehen aus weichem Polyester (Type 900 von Hoechst), und die Querfäden 8 bestehen aus Polyamid PA 6. Durch das Fixieren verringerte sich die Dichte der Querfäden in der oberen Lage 1 und in der unte­ ren Lage 2 auf 32/cm. Nach dem Fixieren liegen auf der Papierseite des Entwässerungssiebes die obersten Punkte aller Fäden in einer Ebene. Auf der Laufseite beträgt der Höhenunterschied zwischen den Querfäden 4, 8 und den Längs­ fäden 5 9,5/100 mm, so daß beim Einsatz des Entwässerungs­ siebes die Querfäden 4, 8 völlig durchgeschliffen sein müssen, bevor die Längsfäden 5 durchschleifen.

Bei dem in den Fig. 6 bis 10 gezeigten Ausführungsbei­ spiel verläuft der Längsfaden 5 in der oberen Lage 1 über drei Querfäden 3. Die Querfäden 3 haben abwechselnd einen Durchmesser von 0,18 und 0,12 mm, und zwar so, daß der mittlere Querfaden 3 innerhalb einer Längsfadenflottung auf der Papierseite den kleineren Durchmesser hat. Die unterschiedlich dicken Querfäden 3 haben dabei auch einen unterschiedlichen Verlauf, und zwar liegen die feineren Querfäden 3 ganz auf der Papierseite des Entwässerungs­ siebes, d.h., sie werden vom Längsdraht 5 niemals von oben umschlungen oder, anders ausgedrückt, die Kettfäden 5 verlaufen niemals über einem feinen Querfaden 3 und an­ schließend zwischen diesem Querfaden 3 und dem darauffol­ genden dickeren Querfaden 3 (EP-A-00 85 363).

In der unteren Lage 2 bindet der Längsfaden 5 die Quer­ fäden 4, 8 in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 und 5 ab. Auch in der unteren Lage 2 haben die Querfäden 4, 8 einen Durchmesser von 0,20 mm und sind ebenfalls abwechselnd aus Polyester und Polyamid wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5.

Claims (5)

1. Doppellagige Bespannung für den Blattbildungsbereich einer Papiermaschine, mit einer oberen und einer unteren Lage (1, 2) von Querfäden (3, 4, 8), die mit einem System von Längsfäden (5) verwoben sind, wobei die Querfäden (4, 8) der unteren Lage (2) Querfaden­ flottungen (6) bilden, deren tiefster Punkt (7) von der Mitte nach einer Seite versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Querfäden (4, 8) der unteren Lage (2) Paare bilden und innerhalb eines Paares die tiefsten Punkte (7) der Querfadenflottungen (6) in Längsrichtung fluchten und der tiefste Punkt (7) der Flottung des einen Querfa­ dens (4) eines Paares von der Mitte der Flottung (6) in der entgegengesetzten Richtung versetzt ist wie der tiefste Punkt (7) der Flottung (6) des anderen Querfadens (8) des Paares.

2. Bespannung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsfäden (5) innerhalb jedes Rapportes der Gewebebindung zweimal in die untere Lage (2) eingewoben sind, wobei jeder Längsfaden (5) von oben kommend unter einem Querfaden (8), über zwei Querfäden (8, 4) und wieder unter einem Querfaden (4) der unteren Lage (2) verläuft und dann wieder nach oben steigt und daß die Verteilung der Bindepunkte sowohl auf der Papierseite als auch auf der Laufseite eine Atlas-Verteilung ist.

3. Bespannung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bindungsrapport 7-schäftig ist und 14 Querfäden (3) der oberen Lage (1) und vierzehn Querfäden (4, 8) der unteren Lage (2) umfaßt.

4. Bespannung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Querfäden (4, 8) der unteren Lage (2), über denen der Längsfaden (5) zwischen den beiden Abbindungen verläuft, eines der Paare bilden.

5. Bespannung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsfäden (5) in der oberen Lage (1) Flottungen aufweisen, die sich über zwei Querfäden (3) erstrecken und daß die Längs­ fäden (5) unsymmetrisch verlaufen.